CN108430792A - 安全装置 - Google Patents

Abstract

安全装置包括多个观察区域或窗口(4、5、6)。每个区域包括透镜状装置(4A、5A、6A)，透镜状装置被构造成使得在不同的相应第一视角或第一视角范围内，每个观察区域中的透镜状装置生成基本相同的第一图像，透镜状装置的第一视角或第一视角范围基本不重叠。

Description

安全装置

技术领域

本发明涉及在有价值的物品或文件中和其上使用的安全装置，以使它们能够容易地被鉴定但难以伪造。安全装置通常用在安全文件(如钞票、支票、护照、身份证、真品证书、印花税票和其他安全文件)上，以确认其真实性。

背景技术

有价值的物品，特别是有价值的文件，如钞票、支票、护照、证明文件、证书和许可证，通常是造假者和希望伪造其副本和/或更改其中所含数据的人的目标。通常，这些对象设置有用于检查这些对象的真实性的许多可见安全装置。“安全装置”是指通过进行可见光拷贝(例如，通过使用标准地可用的影印或扫描装置)不可能准确再现的特征。示例包括基于一个或多个图案的特征，例如微缩文本、细线图案、潜像、软百叶帘装置、透镜状装置、莫尔干涉装置和莫尔放大装置，其中每一个都产生安全的视觉效果。其他已知的安全装置包括全息图、水印、压印、穿孔以及色移或发光/荧光油墨的使用。所有这些装置的共同之处在于，使用诸如影印等可用再现技术来复制该装置所呈现的视觉效果是非常困难或不可能的。也可以使用表现出不可见效果的安全装置，例如磁性材料。

一类安全装置是那些产生光学可变效果的装置，这意味着装置的外观在不同的视角下是不同的。这种装置特别有效，这是由于直接复印件(例如影印件)不会产生光学可变效果，因此可以很容易地与真的装置区分开来。光学可变效果可以基于各种不同的机制产生，包括全息图和其他衍射装置、莫尔干涉和依赖于视差的其他机制(例如软百叶帘装置)软百叶帘、以及利用诸如透镜之类的聚焦元件的装置(其包括莫尔放大器装置、集成成像装置和所谓的透镜状装置)。

有必要提供一种新型的安全装置，其易于鉴定但难以伪造。

发明内容

根据本发明的第一方面，安全装置包括多个观察区域，每个区域包括透镜状装置，透镜状装置被构造为使得在不同的相应第一视角或第一视角范围内，每个观察区域中的透镜状装置生成基本相同的第一图像，透镜状装置的第一视角或第一视角范围基本不重叠。

在本发明的这个方面，我们利用了透镜状装置的切换效果特性，并非依赖于单个装置，而是将至少两个并且优选地多于两个这种装置设置在各个观察区域中，每个透镜状装置在各自不同的视角生成相同的图像。通过这种方式，观察者将看到符号看起来从一个观察区域移动到另一个观察区域。虽然这是对装置进行鉴定的非常简单的方式，但是由于需要在每个装置的透镜和图像部分之间进行精确配准，所以这很难伪造。

可以使用一维或二维透镜状装置。一维装置包括聚焦元件的阵列，聚焦元件通常为柱形透镜，该聚焦透镜的阵列覆盖图像部分、带或“片”(其中的每一者仅描绘要显示的图像的一部分)的相应阵列。来自两个或更多个不同图像的图像带或片交错，并且当通过聚焦元件观察时，在每个视角下，只有选定的图像片指向观察者。这样，在不同的角度下可以观察到不同的合成图像。然而，应该认识到，通常不发生放大，并且观察到的所得图像的大小与形成基础图像片的大小基本相同。在US-A-4892336、WO-A-2011/051669、WO-A-2011051670、WO-A-2012/027779和US-B-6856462中描述了透镜状装置的一些示例。最近，还研发了二维透镜状装置，并且这些示例已在WO 2015/011494和WO 2015/011493中公开。透镜状装置具有以下优点：在不同的视角下可以显示出不同的图像，导致可能产生动画和其他醒目的视觉效果，这不可能使用莫尔放大镜或集成成像技术来实现。

在优选的结构中，透镜状装置被构造为使得当以第一视角或第一视角范围之外的角度观察透镜状装置时，不生成图像。

这种布置是优选的，这是由于每次只能在一个观察区域中看到图像。

在替代方案中，透镜状装置被构造成使得在不同的相应第二视角或第二视角范围内，每个观察区域中的透镜状装置生成与第一图像不同的基本相同的第二图像，其中每个透镜状装置的第二视角或第二视角范围不与或基本上不与该装置的第一视角或第一视角范围重叠，第二视角或第二视角范围基本不重叠。

这是更复杂的装置，其中，每个透镜状装置在各自不同的第一视角和至少第二视角处生成至少两个图像。如果一个透镜状装置的第一视角或第一视角范围基本上分别对应于另一透镜状装置的第二视角或第二视角范围，则这可以进一步增强。这样，当考虑两个观察区域时，在一个视角下，将在一个观察区域中看到第一图像，而在另一个观察区域中看到第二图像。

在优选示例中，在每个观察区域中观察到的第一图像将是相同的。然而，设想到一些变化，并且例如由每个透镜状装置生成的第一图像与由另一透镜状装置或每个其他透镜状装置生成的第一图像在颜色、大小和取向中的一者或多者上不同。

到目前为止，我们已经描述了相对简单的装置，但是在进一步的优选实施例中，每个透镜状装置被构造成在各自不同的视角生成图像，其中，当以连续的视角观察安全装置时，每个透镜状装置显示一序列不同图像中的一者，每个序列中的图像是相同的，但是序列被布置为使得在每个视角或视角范围内，每个透镜状装置生成该图像中的一个不同图像。在这种情况下，观察者将会看到符号如何以循环的方式从一个观察区域依次交替到下一个观察区域。

在本发明的第二方面，安全装置包括多个观察区域，每个区域包括透镜状装置，透镜状装置被构造成使得在相应的不同视角或视角范围内，仅一个观察区域中的透镜状装置生成图像，所述视角或视角范围基本不重叠。

在该方面，我们利用透镜状装置的切换特性，以便一次只能在一个观察区域看到图像。该图像可以基本相同，但是该图像在颜色、大小和取向中的一者或多者上可以与由该或每个另一透镜状装置生成的第一图像不同。或者，图像可以不相同，并且例如可以形成可识别的序列，例如动画。

适用于本发明的图像的示例包括符号、字母数字字符、标志和图像元素，例如肖像、动物或风景。

安全装置可以用于保护各种有价值的物品和文件，并且可以以标签等形式提供。在特别优选的应用中，安全装置设置在诸如聚合物或纸质基板的基板上，基板通常是从钞票、支票、护照、身份证、真品证书和印花税票的组中选择的安全物品的一部分。安全装置也可以形成为安全线的一部分。

附图说明

现在将参考附图描述根据本发明的安全装置的一些示例，其中：

图1A-1C示出了设置有根据本发明的安全装置的第一实施例的聚合物钞票在不同视角下的外观；

图2是图1中所示的装置的示意性横截面；

图3是类似于图2但穿过用于产生图1所示效果的第二实施例的示意性横截面；

图4是类似于图3但示出了用于产生图1所示效果的第三安全线实施例的视图；

图5A是在本发明的第四实施例中使用的透镜状装置的示意性横截面；

图5B示出了第四实施例的横截面；并且

图5C-5E示出了第四实施例在不同视角下的外观。

具体实施方式

图1和图2示出了由透明或半透明聚合物基板1(例如BOPP)形成的钞票，在其两侧设有白色的印刷容纳不透明层2。层2形成有矩形的透明观察区域或窗口4、5、6。

每个观察区域设置有相应的透镜状装置4A、5A、6A。每个透镜状装置4A-6A包括以常规方式(例如通过浇铸固化)形成在基板1的一侧上的平行柱形微透镜10的一维阵列，以及以印刷或以其他方式设置在基板1的相对表面上的平行图像带12A、12B、12C。选择基板1的厚度使得图像带12A-12C形成在透镜10的焦点处。微透镜通常具有5至200μm，更优选10至100μm，甚至更优选10至70μm范围内的宽度尺寸。

重要的是要注意图表不是按比例绘制的，实际上在每个窗口中会有多次重复的透镜和图像。

应该注意的是，微透镜10以相同的方式配准(register)在每个窗口中，并且三个微透镜具有相等的间距。然而，尽管限定与微透镜10相同的间距，但图像带12A-12C的每个阵列相对于观察区域或窗口4在窗口5中偏移了该间距的1/3，在窗口6内又偏移了1/3个间距。

选择位于窗口4中的图像带12A-12C使得当沿着与装置4A的“第一”视角相对应的方向20观察窗口4时，微透镜10将使得限定所得图像的各个部分的图像带12A-12C形成所得图像，在这种情况下为字母X，观察者以适当角度持有钞票时可以观察到它，如图1A所示。

窗口5中的图像带12A-12C分别与窗口4中的图像带12A-12C相同，但由于它们相对于透镜10从其在窗口4中的位置偏移，因此只有当在沿方向22的其自己的“第一视角”下观察窗口5时，才会观察到符号X。这在图1B中示出。

关于窗口6，图像带12A-12C再次与窗口4中的图像带相同，但是由于相对于微透镜10进一步偏移，因此只有当在与方向24相对应的自己的“第一视角”下观察透镜状装置6A时，才会看到符号X。这在图1C中示出。

因此，当沿方向20观察钞票时，如图1A所示，将观察到由透镜状装置4A生成的字母X。然而，由于观察方向20不对应于第一视角22或24，所以透镜状装置5A、6A将不会生成图像。

当沿方向22观察钞票1时，透镜状装置5A将生成字母X，如图1B所示，但是由于方向22与方向20或方向24不同，所以透镜状装置4A和6A将不会生成图像。

最后，当沿方向24观察钞票1时(图1C)，透镜状装置6A将生成符号X，但是由于方向24与方向20或22不同，所以透镜状装置4A和5A将不会生成图像。

因此，观察者将能够非常容易地看到当钞票倾斜时符号X如何从窗口4依次移动到窗口5并且从窗口5依次移动到窗口6。因此，观察者观察到由窗口4-6限定的可变区域的组合，该窗口4-6散布有由中间不透明层2限定的静态区域。

这使得该装置易于验证，但难以伪造。

图3示出了修改实施例，在该实施例中，每个窗口4-6内以相同配准印刷了印刷图像带12A-12C，尽管以相同间距设置，但微透镜10在连续窗口中以1/3间距的偏移定位。所得到的效果与图2实施例中相同，如图1所示。

在所示的实施例中，在透射光中观察透镜状装置。然而，应该注意的是，在上述实施例(未示出)的修改中，观察区域可以包括半窗口，其中不透明层2连续穿过图像元件阵列上的窗口的全部或部分。在这种情况下，窗口将不透明，并且将以反射光进行观察。与周围环境相比，窗口可能(或可能不)仍然显得相对半透明。可行的是，一些观察区域可以是完全透明的窗口并且一些观察区域可以是半窗口。

在上述实施例中，安全装置已经直接形成在基于聚合物的钞票中。本发明也适用于纸质文件。在这种情况下，可以将安全装置或物品的观察区域布置为安全文件的基体基板的表面上的一系列补片，或者可以在文件基板的表面上的窗口中可见，例如，以窗口化的安全线的形式。现在，世界上许多货币以及代金券、护照、旅行支票和其他文件都有安全线。在许多情况下，安全线以部分嵌入或窗口化形式设置，其中线看起来编织在纸张的内部和外部，并且在基体基板的一个或两个表面中的窗口中可见。在EP-A-0059056中可以找到一种用于生产具有所谓的窗口化线的纸张的方法。EP-A-0860298和WO-A-03095188描述了将较宽的部分暴露的线嵌入纸质基板中的不同方法。通常具有2mm至6mm宽度的宽线特别有用，这是由于额外的暴露线表面区域允许更好地使用光学可变装置，如本公开的光学可变装置。WO-A-2000/39391中已知一种用于在纸钞票中形成窗口的替代方案。

例如，如图4所示，本发明也适用于安全线。安全线的构造类似于上述聚合物钞票的构造，并且在适当的情况下，将使用相同的附图标记来表示相同的特征。因此，图4所示的安全线包括透明或半透明的聚合物基板1。基板1的上表面具有例如通过浇铸固化形成在其上的平行柱形微透镜10的一维阵列。将注意的是，微透镜10以恒定间距的规则阵列的形式设置。

在基板1的下侧印刷有区域4和6中的平行图像带112A-112D的阵列，以及区域5中的平行图像带112A-112E的阵列。这些阵列与相应的微透镜10配准地印刷，并且因此具有与微透镜相同的间距，但是连续的图像带阵列相对于对应的微透镜10偏移1/3的间距，以限定位于各个观察区域4、5、6中的三个不同的透镜状装置4A、5A、6A。实际上，区域4-6中的透镜状装置可以由透镜/微图像的任意组合构成(取决于区域的大小)。

基板1的厚度对应于微透镜10的焦距，使得印刷图像带位于微透镜的焦点处，并且因此当各自分别在相应的“第一”视角20、22、24观察时，每个图像带阵列和相应的微透镜阵列将重建符号，在该情况下字母X。该效果与图1和图2的示例中的效果相同，其中当在方向20上观察安全线时，将仅在观察区域4中看到符号X；当沿方向22观察安全线时，将仅在观察区域5中观看到符号X；并且当沿方向24观察安全线时，将仅在观察区域6中看见符号X。

在这个示例中，还提供了另一个连续的背景印刷层60。然后可以以背景60的颜色为背景来看符号。彩色背景层60的存在增强了观察图像与相邻区域之间的对比度。

当安全线嵌入在纸质基板中时，安全线可以与纸质基板中的窗口配准，使得可变区域将由纸质窗口限定并且静态区域由纸质桥限定。EP1567714中公开了一种在纸张中配准安全线以暴露基板中的预定区域的方法。

应注意的是，在上述实施例中，出现切换效果，其中在观察窗口中看到符号X或者观察窗口根本不显示任何图像。

在更复杂的实施例中，每个透镜状装置在每个视角生成符号或其他字符。图5中示出了这种类型的安全装置的示例。图5A示出包括透明或半透明的例如BOPP的聚合物基板1的单个透镜状装置4B的结构。在基板1的上表面上设置有三个平行柱形微透镜10的一维阵列。在基板1的相对侧上，在每个微透镜10的下面印刷相应的三个图像带30A-34A；30B-34B；和30C-34C的集合。

基板1的厚度对应于微透镜10的焦距，使得图像带位于这些微透镜的焦点处。

当沿其方向40观察透镜状装置时，图像带30A、30B、30C结合微透镜10将形成符号X。当沿方向42观察时，图像带32A、32B、32C将与微透镜10一起生成符号Y。当沿方向44观察时，图像带34A、34B、34C将与微透镜10结合生成符号Z。

在图5B中所示的完全安全装置中，在聚合物基板1的每一侧上设置白色印刷接收不透明层2，该不透明层分别限定矩形观察区域或窗口4、5、6。透镜状装置4B位于窗口4中。其他透镜状装置5B、6B分别位于窗口5、6中。

透镜状装置5B类似于透镜状装置4B，除了每个阵列的三个图像带中的图像带的顺序已经改变，如图5B所示。

透镜状装置6B也类似于透镜状装置4B，除了已经将图像带排列成不同于透镜状装置4B和装置5B二者。

图像带30-34的这种排序的结果是，当沿方向40观察安全装置时，将在窗口4中显示符号X，在窗口5中显示符号Y，并且在窗口6显示符号Z(图5C)。

当沿方向42观察安全装置时，将在窗口4中显示符号Z，在窗口5中显示符号X，在窗口6中显示符号Y(图5D)。

当沿方向44观察安全装置时，将在窗口4中看到符号Y，在窗口5中看到符号Z，并且在窗口6中看到符号X。

因此，当倾斜钞票使得沿方向40、42、44连续观察钞票时，观察者将看到符号X、Y、Z的序列循环经过图5C-5E中所示的三个顺序，这导致对装置进行鉴定的特别安全的方法。

尽管我们已经提到以特定角度观察钞票，但实际上，每个“视角”通常将包括一定范围的视角。然而，由每个透镜状装置图像生成图像的视角或视角范围将基本上不与其他透镜状装置上的相应视角或视角范围重叠。

在理想的情况下，当我们提到基本上不重叠的视角或视角范围时，在这些视角或视角范围的每一个中可见的一个或多个图像本身将是可见的，而不受在另一视角或视角范围处可见的图像的干扰。然而，可以设想，当装置倾斜时，可能会存在从一个图像到另一个图像的过渡，使得视角或视角范围完全不重叠。

还将注意到，尽管所描述的示例都涉及基于柱形透镜和图像带的一维透镜状装置，但是本发明同样适用于由球面微透镜阵列和相应的图像像素阵列形成的二维透镜状装置。

Claims (21)

1.一种安全装置，其包括多个观察区域，每个区域包括透镜状装置，所述透镜状装置被构造成使得在不同的相应第一视角或第一视角范围内，每个观察区域中的所述透镜状装置生成基本相同的第一图像，所述透镜状装置的所述第一视角或所述第一视角范围基本不重叠。

2.根据权利要求1所述的安全装置，其中，所述透镜状装置被构造为使得当在所述第一视角或所述第一视角范围之外的角度观察所述透镜状装置时，不生成图像。

3.根据权利要求1所述的安全装置，其中，所述透镜状装置被构造为使得在不同的相应第二视角或第二视角范围内，每个观察区域中的所述透镜状装置生成与所述第一图像不同的基本相同的第二图像，其中，每个透镜状装置的所述第二视角或所述第二视角范围不与或基本上不与所述装置的所述第一视角或所述第一视角范围重叠，所述第二视角或所述第二视角范围基本不重叠。

4.根据权利要求3所述的安全装置，其中，一个透镜状装置的所述第一视角或所述第一视角范围基本上分别对应于另一个透镜状装置的所述第二视角或所述第二视角范围。

5.根据前述权利要求中任一项所述的安全装置，其中，由每个透镜状装置生成的所述第一图像在颜色、大小和取向中的一者或多者上与另一透镜状装置或每个其他透镜状装置生成的所述第一图像不同。

6.根据权利要求1所述的安全装置，其中，每个透镜状装置被构造成在各自不同的视角生成图像，其中，当以连续视角观察所述安全装置时，每个透镜状装置显示一序列不同图像中的一者，每个序列中的图像是相同的，但是所述序列被配置为使得在每个视角或视角范围内，每个透镜状装置生成所述图像中的一个不同图像。

7.一种安全装置，其包括多个观察区域，每个区域包括透镜状装置，所述透镜状装置被构造成使得在相应的不同视角或视角范围内，所述观察区域的仅一者中的所述透镜状装置生成图像，所述视角或所述视角范围基本不重叠。

8.根据权利要求7所述的安全装置，其中，每个图像基本相同。

9.根据权利要求8所述的安全装置，其中，每个图像在颜色、大小或取向中的一者或多者上与其他图像不同。

10.根据权利要求7所述的安全装置，其中，所述图像形成可识别的序列，诸如动画。

11.根据前述权利要求中任一项所述的安全装置，其中，每个图像包括符号、字母数字字符、标志或诸如肖像、动物或风景等的图像元素中的一者。

12.根据前述权利要求中任一项所述的安全装置，其中，每个透镜状装置包括：聚焦元件的阵列；和基本上位于所述聚焦元件的焦点处的一个或多个相应的图像元件的阵列，所述图像元件的阵列或每个图像元件的阵列与所述聚焦元件的阵列配合，以便于当在相应的视角观察所述装置时生成相应的图像。

13.根据权利要求12所述的安全装置，其中，所述聚焦元件包括平行柱形透镜的一维阵列，并且所述图像元件包括平行图像带。

14.根据权利要求13所述的安全装置，其中，透镜的阵列和所述图像元件的阵列的间距相同，但是所述图像元件的阵列针对相应的透镜的阵列的配准在所述观察区域之间变化。

15.根据权利要求12所述的安全装置，其中，所述聚焦元件的阵列是球面透镜的二维阵列，并且其中，所述图像元件的阵列或每个图像元件的阵列是图像像素的二维阵列。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的安全装置，其中，所述聚焦元件以与所述观察区域相同的方式配准。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的安全装置，其中，所述图像元件以与所述观察区域相同的方式配准。

18.根据前述权利要求中任一项所述的安全装置，其中，所述观察区域包括透明或半透明窗口。

19.根据前述权利要求中任一项所述的安全装置，其中，所述安全装置设置在诸如聚合物或纸质基板的基板上。

20.根据权利要求19所述的安全装置，其中，所述基板是选自下列项的组合的安全物品的一部分：钞票、支票、护照、身份证、真品证书和印花税票。

21.根据权利要求18所述的安全装置，其中，所述基板是安全线的一部分。